3D打印通過在短短幾分鐘內(nèi)創(chuàng)建結(jié)構(gòu)（如果通過傳統(tǒng)的生產(chǎn)和制造方法來創(chuàng)建，則要花幾天的時(shí)間）就徹底改變了制造業(yè)。印刷電路板是電子產(chǎn)品的主要成分，并推動(dòng)世界走向自動(dòng)化和數(shù)字化。當(dāng)將印刷電路板（PCB）與3D打印結(jié)合使用時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生完美的動(dòng)力來促進(jìn)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的增長(zhǎng)。在詳細(xì)討論3D打印和印刷電路板技術(shù)如何協(xié)作之前，讓我們看一下3D打印的實(shí)際含義以及3D印刷電路板的含義。

什么是3D打印？

3D打印是從數(shù)字文件創(chuàng)建實(shí)體三維對(duì)象的附加過程。在此過程中，將放置連續(xù)的材料層，直到創(chuàng)建對(duì)象為止。在1980年代初期，人們認(rèn)為3D打印僅適用于美學(xué)原型。21世紀(jì)的技術(shù)爆炸使我們能夠?qū)?1D打印用作工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，這就是為什么3D打印被用作增材制造的代名詞的原因。此加法過程的反義詞是減法過程，其中用機(jī)器將一塊金屬或塑料切割或挖空。

3D印刷電路板是什么意思？

我們生活在3D世界中，但是我們的大多數(shù)電子設(shè)備都是2D的，但是如果電路可以按照我們想要的任何方式直接嵌入，該怎么辦？那將是很棒的，因?yàn)樗梢怨?jié)省時(shí)間并可以提高整個(gè)過程的效率。制作定制的印刷電路板可能既昂貴又費(fèi)時(shí)，并且您必須花大力氣將所有東西都放置到位。印刷電路板很小，但是制作過程卻很長(zhǎng)。為了降低成本，發(fā)達(dá)國(guó)家的公司將印刷電路板的生產(chǎn)和制造外包到亞洲國(guó)家。它減慢了整個(gè)過程。為了克服這個(gè)困難，我們需要一種3D打印機(jī)，該打印機(jī)可以有效地生產(chǎn)3D打印電路板并加快整個(gè)過程。有幾種創(chuàng)建3D印刷電路板的方法，但是創(chuàng)建3D印刷電路板的兩種主要方法是：

1.導(dǎo)電絲

2.空心筆觸

我們?cè)敿?xì)討論一下這些方法。

1.導(dǎo)電絲

如果只能訪問單個(gè)拉伸，則應(yīng)將設(shè)計(jì)分為兩個(gè)主要部分。也可以創(chuàng)建多層，但是首先，您需要掌握雙層機(jī)制。此過程涉及的步驟可總結(jié)如下：

1.通過對(duì)應(yīng)幾層高的圖案進(jìn)行建模來開始該過程。留出孔來安裝外部組件。該圖案將充當(dāng)導(dǎo)電材料上的印記跡線。

2.在對(duì)模型進(jìn)行建模之后，您將創(chuàng)建一個(gè)基礎(chǔ)印刷品，該印刷品將填補(bǔ)電路之間及其周圍的空隙。您可以通過簡(jiǎn)單地從實(shí)體塊中減去第一步樣式來完成此操作。

3.對(duì)齊關(guān)聯(lián)的坐標(biāo)時(shí)，必須以不同的方式保存前兩個(gè)步驟中的兩個(gè)設(shè)計(jì)。現(xiàn)在可以剪切模型并將其上傳到3D打印機(jī)。

4.現(xiàn)在可以加載導(dǎo)電絲并打印跡線。

5.現(xiàn)在無需去除任何痕跡就可以裝入非導(dǎo)電絲并打印第二個(gè)模型?，F(xiàn)在您已經(jīng)用兩種不同的材料創(chuàng)建了純色打印。

現(xiàn)在您已經(jīng)有了3D印刷電路板，這些組件的連接方式與在普通印刷電路板上的連接方式相同。在此過程中，應(yīng)注意烙鐵不要太靠近印版。

市場(chǎng)上有各種導(dǎo)電絲。細(xì)絲的大多數(shù)導(dǎo)電變體，例如丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS），聚乳酸或聚丙交酯（PLA），聚苯乙烯通常被稱為HIPS或熱塑性聚氨酯（TPU），它們用于3D印刷電路板中。這些細(xì)絲中的大多數(shù)都包含石墨烯（一種半導(dǎo)體），并允許這些細(xì)絲導(dǎo)電。導(dǎo)電的效率不如金屬，但仍然足以制造出高效的印刷電路板。

2.創(chuàng)建空心筆觸

在此過程中，我們先3D打印一個(gè)模型，然后再打印該模型，并且在此模型中存在空心筆觸。隨后，該模型填充有導(dǎo)電物質(zhì)。此過程涉及我們?cè)趯?dǎo)電絲過程中完成的一半工作。另一半用于添加導(dǎo)電材料。此過程涉及的主要步驟可總結(jié)如下：

1.首先對(duì)模型進(jìn)行建模，例如導(dǎo)電絲工藝。它應(yīng)該高幾層，并從實(shí)心塊中減去。應(yīng)該只留下空白空間，應(yīng)該注意的是，手工添加導(dǎo)電材料不是機(jī)器有效的。這就是為什么您應(yīng)該將空心線設(shè)計(jì)得比要求的寬度寬一些。

2.應(yīng)該選擇不導(dǎo)電的燈絲，例如PLA，PETG和ABS，并應(yīng)打印模型

3.下一步是布置電路組件，并使用我們選擇的導(dǎo)電材料來填充模型中的間隙?？梢允褂米⑸淦骰蛞埔浩魍瓿纱诉^程。

4.給導(dǎo)電材料一些時(shí)間以使其沉降并干燥。硅擠壓工藝可用于保護(hù)板免受氧化或受潮。

現(xiàn)在，讓我們繼續(xù)根據(jù)用于創(chuàng)建PCB的方法來區(qū)分3D打印電路板和非3D打印電路板。

3D打印和非3D打印方法之間的區(qū)別

如果你正在尋找3D打印電路板，可能會(huì)遇到許多看起來像3D PCB的項(xiàng)目，但實(shí)際上不是3D打印項(xiàng)目。例如，在將筆放在打印頭上時(shí)在板上畫防護(hù)面罩不是3D打印方法。這是因?yàn)槭褂昧税l(fā)氧的液體去除了完整的區(qū)域并形成了痕跡?？招墓P觸創(chuàng)建方法與此過程類似。但是，操作原理不相同，因此上述示例不包括在3D打印方法中。

3D打印中有兩個(gè)主要方面，可以分析該方法是否屬于3D打印類別：

可以打印帶有導(dǎo)電絲痕跡的模型可以創(chuàng)建空心溝槽，然后將其填充導(dǎo)電材料。本文的上半部分詳細(xì)討論了這兩種方法。

與3D印刷電路板相關(guān)聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)有幾個(gè)。首先，我們將討論使用3D印刷電路板的弊端，然后我們將繼續(xù)介紹使用3D印刷電路板的好處。

使用3D印刷電路板的缺點(diǎn)

使用3D印刷電路板的缺點(diǎn)可以列舉為：

第一個(gè)缺點(diǎn)是材料的供應(yīng)有限。3D PCB由溫度受控的金屬或塑料制成，并非所有金屬和塑料都可以進(jìn)行溫度控制。3D印刷電路板中使用的材料不環(huán)保，無法回收。此外，用于印刷電路板3D打印的金屬和塑料中很少有食品安全的。3D打印機(jī)中使用的打印室的尺寸受到限制，這些室的尺寸也限制了這些室可以產(chǎn)生的輸出。這意味著要進(jìn)行更大的項(xiàng)目；如果需要分別打印不同的部分，然后將它們放在一起。這將花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間并且需要人工，因此成本增加。后處理方法會(huì)影響獲得成品的速度，尤其是在大型項(xiàng)目中。后處理方法包括噴水，打磨，風(fēng)干或熱干燥，化學(xué)浸泡和沖洗等。設(shè)計(jì)既是3D打印電路板的強(qiáng)項(xiàng)，也是弊端。某些打印機(jī)的公差較低，這就是為什么設(shè)計(jì)不準(zhǔn)確且最終零件可能與原始設(shè)計(jì)不同的原因。如上所述，這些設(shè)計(jì)不正確之處可以用后處理方法進(jìn)行糾正，但會(huì)增加成本。這些是3D印刷電路板的一些缺點(diǎn)?，F(xiàn)在，我們將討論使用3D打印電路板的優(yōu)勢(shì)。

使用3D印刷電路板的好處

盡管存在許多缺點(diǎn)，但3D打印電路板仍是未來。使用3D印刷電路板的好處可總結(jié)為：

3D打印無需費(fèi)力即可完成更復(fù)雜的設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)上的靈活性在較小的項(xiàng)目上是有利的。傳統(tǒng)的制造工藝無法提供這種奢侈。3D印刷電路板比傳統(tǒng)制造的印刷電路板便宜得多。此外，可以通過3D打印機(jī)完成快速原型制作。對(duì)于大型項(xiàng)目，可以比傳統(tǒng)制造過程更快地組裝零件，并且可以以更高的效率完成設(shè)計(jì)修改。3D打印機(jī)具有一個(gè)虛擬庫，可以在其中存儲(chǔ)許多設(shè)計(jì)，并且可以按需打印任何設(shè)計(jì)而無需事先通知。此按需打印選項(xiàng)對(duì)中小型企業(yè)很有用。如果要對(duì)通過3D打印機(jī)完成的先前設(shè)計(jì)進(jìn)行一點(diǎn)改進(jìn)或更改，可以對(duì)虛擬庫中的STL或CAD文件進(jìn)行更改。這樣可以節(jié)省您的時(shí)間，您還可以嘗試不同的設(shè)計(jì)。此外，可以快速測(cè)量印刷電路板的有效性，并且可以在批量生產(chǎn)之前立即進(jìn)行任何修改。3D印刷電路板最重要的優(yōu)點(diǎn)之一是生產(chǎn)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生任何浪費(fèi)。該過程節(jié)省了用于創(chuàng)建印刷電路板的材料的資源和成本。從上面的討論中可以清楚地看出3D印刷電路板有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。但是，不能將它們排除在PCB制造行業(yè)之外，因?yàn)樗鼈兪俏磥怼ｋS著技術(shù)的進(jìn)步，它將成為確定的制造模式，它將取代傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法比3D印刷電路板既耗時(shí)又昂貴。仍然有一個(gè)問題：這個(gè)生產(chǎn)過程是否可以完全自動(dòng)化？

3D印刷電路板的創(chuàng)建過程可以完全自動(dòng)化嗎？

科技使人們可以使用曾經(jīng)是科幻電影的一部分的事物。隨著技術(shù)的發(fā)展，不能排除在不久的將來可以完全自動(dòng)化整個(gè)3D打印電路板工藝。但是，目前在完全自動(dòng)化此過程中存在一些限制，包括材料公差，3D打印機(jī)輸出尺寸等。3D印刷電路板僅在當(dāng)今的小型項(xiàng)目中取得成功。但是，一旦克服了技術(shù)故障，很有可能在批量生產(chǎn)行業(yè)中采用3D打印電路板。

在總結(jié)本文時(shí)，我想說的是3D印刷電路板將以一種可能與集成電路發(fā)明所帶來的沖擊類似的方式徹底改變世界，而集成電路的發(fā)明隨后又引發(fā)了技術(shù)革命。我們?nèi)祟惐仨殞?duì)這種未來技術(shù)進(jìn)行投資，以填補(bǔ)3D打印電路板完全自動(dòng)化的空白。